2多址接入技术

三种多址方式系统容量的比较
❖ CDMA多址方式的系统容量： ❖ 由于CDMA系统是一个干扰受限的系统，它
的频率复用因子可以为1，对其系统容量的 分析更为复杂，我们将简单进行推导。 ❖ CDMA的载波干扰比（C/I）：
C Eb Rb Eb BS Eb 1 I IO BW IO BW IO GP
CDMA特点：
11. 各用户共享频率和时间 12. 是一个多址干扰受限系统 13. 需要相当严格的功率控制 14. 需要定时同步 15. 具有软容量 16. 具有软切换能力 17. 语音激活技术可扩大系统容量 18. 抗衰落，抗多径能力强
扩频通信具有很强的干扰抑制的能力，常 用扩频增益表示系统的抗干扰能力：
第三部分 移动通 信关键技术之二
——多址接入技术
多址接入问题描述
❖ 移动通信系统中基站的多路工作和移动台单路 工作形成了移动通信的一大特点。
❖ 基站以怎样的信号传输方式发送信号，使各移 动台能从中识别发送给本移动台的信号?（下 行）
❖ 基站如何识别来自各个不同移动台的信号？ （上行）
❖ 多址方式是移动通信网体制范畴，关系到系统 容量，小区构成，频谱和信道利用效率以及系 统复杂性。
大
TDMA特点：
7. 以频率复用为基础的蜂窝系统，小区内以 时隙分离用户
8. 每个时隙传输一路数字信号，时隙动态配 置依靠软件
9. 系统需要严格的系统定时同步，但对功控 要求不严格
10. 系统是时隙受限和干扰受限的 11. TDD模式下，上下行信道信息可以共享
TDMA系统突发定时关系
❖ 移动台的移动性导致各移动台到基站的距离 不同，因此发送信号的延时也不相同，导致 基站接收的信号相互交叠，干扰
❖ 解决办法：用户提前发送 ❖ 重要问题：系统定时，保护时间和定时提前
量
系统定时：
❖ 全网同步，切换 ❖ 位/时隙/帧/复帧同步
定时保护时间
❖ Guard Periods ❖ 根据基站覆盖小区的半径和电波传播时延确定
码分多址（Code Division Multiple Access—CDMA）
GP
BW BS
C C
N o N i
BW：扩频信号带宽； BS：信息带宽； （C/N）O和（C/N）i为扩频解调器输出和 输入载波噪声功率比。
空分多址
❖ 依靠智能天线技术
F1/TS1/C1
F1/TS1/C1
F1/TS1/C1
三种多址方式系统容量的比较
❖ FDMA多址方式的系统容量： ❖ 以模拟TACS系统为例，系统总频段带宽：
1.25MHZ； ❖ 频道间隔：25KHZ ❖ 信道总数：1.25MHZ/25KHZ=50; ❖ 簇内小区数：N=7; ❖ 系统容量：m=50/7=7.1信道/小区
三种多址方式系统容量的比较
❖ TDMA多址方式的系统容量： ❖ 以数字GSM系统为例，系统总频段带宽：1.25MHZ； ❖ 频道间隔：200KHZ ❖ 每载频时隙数：8 ❖ 信道总数：1.25MHZ/200KHZ*8=50; ❖ 簇内小区数：N=4; ❖ 系统容量：m=50/4=12.5信道/小区
4. 每信道占用一个载频，相邻载频之间的间隔应 满足传输信号带宽的要求。
5. 实现简单，无需自适应均衡。移动台较简单， 和模拟的较接近。
6.
FDMA的特点：
7. 基站需要多个收发信道设备。基站复杂庞大， 重复设置收发信设备。
8.
9. FDMA系统每载波单个信道的设计，使得在接 收设备中必须使用带通滤波器允许指定信道里 的信号通过，滤除其他频率的信号，从而限制 临近信道间的相互干扰。
❖ 基本概念：基于码型结构分割信道，频率 时间共享
CDMA特点：
1. CDMA系统的许多用户共享同一频率，不管 使用的是TDD还是FDD
2.
3. 容量的软特性。 4. 由于信号被扩展在一较宽频谱上而可以减
小多径衰落 5. 在CDMA 系统中，信道数据速率很高。
CDMA特点：
6.
7. 低信号功率谱密度。 8. 每个基站只需一个射频系统 9. 小区内以CDMA建立信道连接 10. 每个码传输一路数字信号
❖ 基本概念：基于时间分割信道 ❖ 用户地址：时隙 ❖ 引入的概念：时隙、帧、复帧、Burst等
用用用 户 户 户… 123
t TS1 TS2
TDMA特点：
1. 突发传输的速率高 2. 发射信号速率随N的增大而提高 3. TDMA用不同的时隙来发射和接收 4. 基站复杂性减小。 5. 越区切换简单。 6. 抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量
基本概念：实现不同地点、不同用户接入网 络的技术
分类： ➢频分多址（FDMA），频道划分，频带 独享，时间共享 ➢时分多址（TDMA），时隙划分，时隙 独占，频率共享 ➢码分多址（CDMA），码型划分，时隙、 频率共享 ➢空分多址（SDMA），空间角度划分， 频率、时隙、码共享
频分多址 （Frequency Division Multiple Access—FDMA）
Y轴
用用
户户
…
12
百度文库
f f1 f2
基本概念：每个 用户占用一个频 道
用户地址：频道
号
FDMA的特点：
1. 单路单载波传输：每个频道只能传送一路业务 信息（一个电话）。载波间隔必须满足业务信 息传输带宽的要求。
2. 信号连续传输：在分配好话音信道后，基站和 移动台同时连续不断的发送和接收。
3. 需要周密的频率规划，是一个频道受限和干扰 受限系统。
图 4.11 FH-CDMA和DS-CDMA示意图 (a) FH-CDMA; (b) DS-CDMA
❖ 采用扩频通信技术
❖ 每个用户具有特定的地址码（相当于扩频 中的PN码），利用地址码相互之间的正交 性（或准正交性）完成信道分离的任务。
❖ CDMA在频率、时间、空间上重叠。
❖ 优点：系统容量大，抗干扰、抗多径能力 高。
10. 越区切换较为复杂和困难。因在FDMA系统中， 分配好语音信道后，基站和移动台都是连续传 输的，所以在越区切换时，必须瞬时中断传输 数十至数百毫秒，以把通信从一频率切换到另 一频率去。对于语音，瞬时中断问题不大，对 于数据传输则将带来数据的丢失。
时分多址 （Time Division Multiple Access—TDMA）